L'intercalation est l'intercalation de particules telles que molécules ou des ions dans certains composés chimiques tels que les réseaux cristallins. En biochimie, le terme est associé à l'intercalation de particules entre des paires de bases adjacentes d'ADN, ce qui peut entraîner des mutations de réseau. Les propriétés intercalaires sont possédées, par exemple, par la substance thalidomide, qui a engendré un scandale de malformation.
Qu'est-ce que l'intercalation?
L'intercalation est l'incorporation de particules telles que molécules ou des ions dans certains composés chimiques tels que les réseaux cristallins. En chimie, l'intercalation est l'intercalation de molécules, ions ou atomes en composés chimiques. La structure des particules reste essentiellement constante pendant le processus d'intercalation. En chimie inorganique, l'intercalation se réfère principalement à l'intercalation de particules entre les plans de réseau cristallin des cristaux stratifiés. Dans ce contexte, par exemple, l'intercalation d'un métal alcalin dans le graphite donne naissance à de nouveaux composés sous forme de complexes d'intercalation. Les composés d'intercalation des cristaux nécessitent des forces d'interaction importantes dans les couches impliquées et minimales entre les couches adjacentes. En biochimie, le terme fait à nouveau référence à l'ADN. Dans le processus, certaines molécules s'insèrent dans la double hélice d'ADN en se prenant en sandwich entre des paires de voisins base. Le processus d'intercalation biochimique n'est pas un processus physiologique. C'est un processus physiopathologique qui perturbe la réplication et la transcription de l'ADN. L'intercalation est causalement associée à des mutations génétiques qui sont principalement pertinentes dans le processus de réplication. Il en résulte des malformations des tissus individuels. En plus des propriétés mutagènes, l'intercalation au sens biochimique est également considérée comme cancérigène, c'est-à-dire cancer-causant, propriétés. Les composés à potentiel intercalaire comprennent, par exemple, cytostatiques, qui sont utilisés dans cancer thérapie. Au moyen de substances intercalaires, des dommages à l'ADN sont induits dans le cadre du traitement, entraînant la mort de la tumeur.
Fonction et tâche
Dans l'intercalation biochimique, les molécules de l'ADN s'insèrent dans la double hélice des paires de bases adjacentes et interfèrent avec la réplication et la transcription du matériel génétique. Dans le processus de réplication, l'intercalation provoque principalement des mutations de cadrage, également appelées mutations de cadre de lecture, décalages de cadre de lecture ou mutations de décalage de cadre. L'intercalation se traduit donc par l'insertion de (3n +1) paires de bases, ce qui déforme la grille de l'ARNm dans l'ADN. En conséquence, muté protéines se forment dont la séquence d'acides aminés est modifiée dans toutes les positions à partir de la position de la mutation. Ainsi, un codon stop est introduit très tôt, ce qui met fin à la synthèse protéique en termes de traduction. Les mutations raster vers la fin du cadre de lecture allongent parfois le polypeptide car elles rendent la reconnaissance du codon d'arrêt physiologique plus difficile. Les humains bénéficient des processus d'intercalation principalement par le biais de cytostatiques médicaments utilisé pour traiter cancer. Malgré les progrès médicaux des dernières décennies, cytostatiques, en raison de leurs propriétés intercalaires, sont toujours considérés comme le traitement le plus efficace du cancer malin. Les substances chimiques toxiques sont utilisées dans chimiothérapie et perturber, retarder ou empêcher le cycle cellulaire des cellules tumorales, de sorte que les cellules malignes ne se propagent plus ou ne se dispersent plus. Les dommages à l'ADN causés par l'intercalation entraînent des aberrations chromosomiques ou perturbent la formation de l'appareil à broche. De cette manière, la division des cellules cibles est ralentie ou désactivée. Le groupe des cytostatiques médicaments comprend diverses substances avec des structures chimiquement très différentes. Les substances intercalaires bien connues de ce type sont l'actinomycine, les anthracyclines ou daunorubicine. L'homme bénéficie également du principe d'intercalation en relation avec d'autres médicaments. Par exemple, l'effet chimiothérapeutique de antibiotiques est également attribuée à la connexion d'intercalation.
Maladies et affections
La thalidomide correspond à un dérivé d'acide glutamique qui a un effet dépresseur sur le système nerveux et présente des effets anti-inflammatoires en plus des effets immunosuppresseurs. La substance est considérée comme intercalaire car la thalidomide a sédatif, favorisant le sommeil, anti-inflammatoire, anti-tumoral et sang effets inhibiteurs de la formation des vaisseaux, il a été mis à la disposition de presque tous les ménages sous forme de thalidomide à la fin des années 1950. Cependant, en raison de ses propriétés intercalatives, l'ingestion de la substance au cours des trois premiers mois de grossesse conduit aux processus d'intercalation décrits ci-dessus, qui montrent des effets dramatiques sur le développement embryonnaire. Les nouveau-nés sont nés avec de graves malformations des membres ou les organes internes. En raison de ses propriétés intercalatives, la substance bloque le facteur de croissance VEGF, de sorte que la formation de sang bateaux dans le développement embryonnaire est inhibée. Depuis le embryon est particulièrement sensible aux influences néfastes au cours des trois premiers mois de développement, en plus des malformations, avortement peut même se produire pendant cette période. Outre ces conséquences dévastatrices, les substances intercalaires sont associées à un effet cancérigène. Cela s'applique, par exemple, à certains teintures. Ceux-ci incluent le bromure d'éthidium ou EtBr, qui colore l'acide nucléique dans génétique. Le bromure d'éthidium a la formule moléculaire C21H20BrN3 et s'intercale entre les deux brins d'ADN, ce qui entraîne une coloration. Étant donné que le colorant absorbe la lumière UV dans des longueurs d'onde de 254 à 366 nm et émet une lumière orange-rouge avec des longueurs d'onde de 590 nm, il est irremplaçable comme agent de coloration dans les molécules génétique. Le bromure d'éthidium colore les échantillons d'ADN qui ont été préalablement séparés à l'aide d'un gel d'agarose. Le colorant est ajouté directement au gel. Il en résulte une liaison du colorant à l'ADN, rendant l'ADN visible d'une manière spécifique. Le bromure d'éthidium étant potentiellement cancérigène, une sécurité appropriée les mesures doit être pris pendant l'utilisation pour éviter tout contact direct avec muqueuse or peau. Il en va de même pour toutes les autres substances intercalaires ayant des effets cancérigènes.
